Volume 11, Nomor 1, Tahun 2022, Halaman 1-5
Submitted: 14 Desember 2020 Online di : http://ejournal3.undip.ac.id/index.php/jnc/ Accepted: 19 November 2021
IDENTIFIKASI POTENSI SENYAWA ISOFLAVON DAN QUERCETIN DAN PERBANDINGAN IKATAN TERHADAP ACE ( ANGIOTENSIN-CONVERTING ENZYME ) MENGGUNAKAN STUDI IN SILICO
Choirun Nissa * , Guritan Indra Sukma, Indah Juliana Madjid, Nur Mariyah Sidin, Maulidatul Musyarrofah
Program Studi S1 Ilmu Gizi Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Widya Cipta Husada Jl. Jenderal Sudirman (Sidotopo) No. 11, Kepanjen, Kab. Malang, Jawa Timur, Indonesia * Korespondensi : E-mail: nissachoirun88@gmail.com

## ABSTRACT
Background : The prevalence of hypertension in Indonesia is relatively high, around 29.1% in men and women at 26.6%. The number of patients with hypertension in East Java is also relatively high, as many as 31,789 people. Alternative solutions  in  this  study,  utilizing  isoflavone  and  quercetin  as  antihypertensive.  Isoflavone  and  quercetin  are  phenolic compounds that able to bind ACE (Angiotensin Converting Enzyme) and affect blood pressure.
Objectives : This study identified the potential of isoflavone and quercetin compounds as well as a comparison between isoflavone and quercetin bonds to ACE using Hex 8 software.
Methods : This study was quantitative research using in silico method The results of molecular docking visualization were displayed with Discovery Studio software . The software used in this study was pass server and HEX 8.0. Resul t: The results of this study indicate that the quercetin and isoflavone compounds have the potential effect as vaso protector, the inhibitory energy of isoflavone molecules against ACE is -194.66 kcal / mol, quercetin is -236.47 kcal / mol, captopril is -494.56 kcal / mol Conclusion: It can be concluded that the binding energy of isoflavone and quercetin ligands against ACE (Angiotensin Converting Enzyme) are greater than that Captopril ligands against ACE (Angiotensin Converting Enzyme). The results of this study provide hope for the potential use of ligand compounds as antihypertensives but require further research.
Keywords: A nti-hypertension; Isoflavones; Quercetin; ACE (Angiotensin Converting Enzyme)

## ABSTRAK
Latar belakang : Prevalensi  hipertensi  di  Indonesia  tergolong  tinggi,  sekitar  29,1%  pada  laki-laki  dan perempuan sebesar 26,6%. Penderita hipertensi di Jawa Timur juga tergolong tinggi, sebanyak 31.789 orang. Solusi  alternatif  dalam penelitian  ini,  memanfaatkan  isoflavon dan quercetin  sebagai  antihipertensi.  Isolavon dan quercetin merupakan seyawa fenolik yang mampu berikatan dengan Angiotensin Converting Enzyme (ACE) dan mempengaruhi tekanan darah. Tujuan :  Penelitian  ini  mengidentifikasi  potensi senyawa isoflavon dan quercetin serta perbandingan  ikatan  antara isoflavon dan quercetin terhadap ACE dengan menggunakan perangkat lunak Hex 8.
Metode : Penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif dengan penelusuran melalui metode in  silico (pengunduhan  molekul dan penambatan molekul) secara komputerisasi. Software atau aplikasi yang digunakan pada penelitian ini adalah pass server dan HEX 8.0.
Hasil : Hasil  visualisasi  penambatan  molekul  ditampilkan  dengan  perangkat  lunak Discovery  Studio . Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa senyawa quercetin dan isoflavone berpotensi sebagai vasoprotektor. Energi penambatan molekul Isoflavon  terhadap  ACE  sebesar  -194,66  kkal.mol.  Quercetin  sebesar  -236,47  kkal.mol,  Captopril  sebesar  -494.56 kkal/mol.
Simpulan : Energi penambatan  ligan  isoflavon dan quercetin  terhadap  ACE  ( Angiotensin  Converting  Enzyme )  lebih besar daripada penambatan ligan Captopril terhadap ACE ( Angiotensin Converting Enzyme ). Hasil penelitian ini memberi harapan  potensi penggunaan senyawa ligan sebagai  antihipertensi namun  memerlukan penelitian lebih lanjut.
Kata  Kunci: Anti-hipertensi;  Isoflavon; Quercetin;  ACE (Angiotensin  Converting  Enzyme )

## PENDAHULUAN
Pada tahun 2010, hasil survei World  Health Organization menunjukkan  bahwa  persentase penderita hipertensi  paling  banyak  terjadi  di  negara berkembang.  Penderita  hipertensi  tertinggi terdapat
di  Afrika  dengan  persentase  sebesar  46%. Selanjutnya  diikuti dengan Asia  Tenggara  sebesar 36%  dan  Amerika  sebesar  35%  juga  mengalami hipertensi. Tingkat prevalensi hipertensi juga terjadi di Indonesia, yakni pada pria  sebesar 29,1% dan pada
wanita  sebesar  26,6%. 1 Menurut  data  Riset Kesehatan  Dasar tahun 2013,  prevalensi  hipertensi di  Indonesia  ditentukan  berdasarkan  pengukuran tekanan  darah  pada  penduduk  dengan  umur ≥ 18 tahun.  Hasil  pengukuran  pada  um ur  ≥ 18  tahun sebesar 25,8%. 2 Penanganan  untuk  pasien hipertensi  dapat dilakukan  dengan  dua  cara  yaitu  terapi  non farmakologi  dan  terapi  farmakologi.  Terapi  non farmakologi  dilakukan  dengan  cara  menjaga  pola hidup sehat seperti olahraga secara  teratur,  diet dan pola  makan,  berhenti  merokok  dan  mengurangi asupan  garam. 3 Terapi  farmakologi  dapat dilakukan dengan  memberikan  anti  hipertensi  yang  sesuai kondisi  pasien. Angiotensin  Converting  Enzyme Inhibitors (ACEI)  merupakan  salah  satu  contoh terapi  lini  kedua.  ACEI  dapat  menurunkan tekanan darah dan  mengurangi  resiko terjadinya  komplikasi kardiovaskular. 4 ACE  inhibitor  juga  mencegah degradasi  bradikinin  dan  menstimulasi  sintesis senyawa vasodilator lainnya termasuk  prostaglandin dan prostasiklin. 5 Senyawa  isoflavon  dan  quercetin  termasuk golongan  senyawa  fenolik  yang  berfungsi  sebagai antioksidan. Efektifitas isoflavon dan quercetin untuk menurunkan  tekanan  darah  tinggi perlu  diuji  lebih lanjut.  Bahan  makanan  yang  memiliki  kandungan fenolik  dapat berkhasiat menurunkan  tekanan  darah melalui penghambatan dan penurunan ekspresi ACE. Salah  satu  golongan  senyawa  fenolik  yang mempunyai  aktivitas  ACEI  adalah  isoflavon  dan quercetin.  Mekanisme  penghambatan  ACE  oleh isoflavon dan quercetin dihasilkan melalui  komponen fenolik yang berinteraksi dengan ACE. 6 Beberapa  tanaman  obat  telah  diidentifikasi mampu  menghasilkan  efek  antihipertensi  dengan bekerja menghambat angiotensin converting enzyme sehingga  digolongkan  sebagai  inhibitor  ACE. Inhibitor  ACE  dari  senyawa  alami  ini  dinilai  lebih aman dan ekonomis. Inhibitor ACE dari alam berasal dari golongan senyawa fenolik seperti isoflavon dan quercetin. 7 Terapi  antihipertensi  yang  banyak digunakan  masyarakat  luas  saat  ini  adalah  obat- obatan golongan ACEI seperti captopril, sedangkan ACEI dari senyawa-senyawa fenolik belum banyak digunakan  sebagai  terapi  antihipertensi.  Hal  ini merupakan  potensi  bagi  berkembangnya  pangan fungsional  maupun nutraceutical .  Tujuan  dari penelitian  dapat  mengetahui  potensi  senyawa isoflavon  dan  quercetin ser t a perbandingan ikatannya terhadap ACE.

## METODE
Desain  penelitian  yang  digunakan  pada penelitian  ini  adalah  deskriptif kuantitatif  dengan penelusuran melalui metode in silico (pengunduhan  molekul  dan  penambatan  molekul)
secara komputerisasi.  Software  atau  aplikasi yang digunakan pada penelitian ini adalah pass server dan HEX  8.0.  Identifikasi  potensi  senyawa  dilakukan online menggunakan  aplikasi pass  server http://www.pharmaexpert.ru/passonline/predict.php ,  dengan  cara  mengunduh  terlebih  dahulu  bentuk canonical  smiles tiap  senyawa  yang  diunduh  dari Pubchem ( https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ ). Potensi senyawa yang baik ditunjukkan dengan nilai Probability  activity (Pa)  dengan  rentang  nilai  0 sampai  dengan  1.  Apabila  nilai  Pa  >0,7  maka perkiraan  secara  laboratorium  akan  sesuai  dengan uji komputasi.
Prosedur  pengunduhan  senyawa  isoflavon, quercetin  dan  captopril  sebagai  ligan  tediri  atas pengunduhan  dan  pembuatan  ligan  serta  optimasi ligan.  Ligan  dibuat  dalam  format  pdb,  dan  ligan diunduh dari situs http://PubChem.ncbi.nlm.nih.gov .  Format  ligan tersebut diubah  menjadi  pdb  menggunakan open babel. Selanjutnya struktur  ligan  yang  telah  dibuat, kemudian  dioptimasi  dengan  menggunakan open babel .  Kemudian,  buka  ligan  yang  telah  dibuat ( ligan → input → open → convert) ,  setelah  itu simpan  dalam  bentuk  pdb  ( ligan output → save as pdb → save).
Senyawa  ACE  yang  bertindak  sebagai makromolekul diunduh dari Protein Data Bank . Data makromolekul  diunduh  dalam  format text . Makromolekul  ACE  yang  telah  diunduh  harus dipisahkan terlebih dahulu dari pelarut dan ligan atau residu  non  standar.  Pemisahan  makromolekul  ACE dari  molekul  air  dan  ligan  yang  tidak  diperlukan dilakukan dengan menggunakan program Discovery Studio  2019 .  Hasil  pemisahan  makromolekul  ACE atau  ACE  murni  disimpan  dalam  format  pdb. Selanjutnya  optimasi  makromolekul  dilakukan dengan  menggunakan open  babel dan  buka makromolekul yang disimpan dalam format.pdb (file → read molecule → pdb.)
Penambatan  molekul  dengan  ligan  dilakukan dengan  menggunakan  Hex  8.0.  Langkah  pertama membuka  file  makromolekul  ACE  yang  sudah dioptimasi  dalam    bentuk    pdb  ( file → open → molekul → lokasi  file  ACE).  Kemudian  buka  file ligan  yang diujikan  ( file → open → ligan → lokasi file  ligan).  Langkah  ketiga  buka control lalu  pilih docking.  Visualisasi  interaksi  makromolekul  dan ligan  dapat  dilihat  dengan  menggunakan  program discovery  studio  2019 dalam  bentuk  gambar penambatan molekul. Hasil kalkulasi docking dilihat pada  hasil  output  yang  ditampilkan  dalam visualisasi gambar  dengan  nilai Root  Mean Square Deviation (RMSD)  dan  energi docking dari penambatan molekul.
Hasil  uji  in-silico  berupa  skor docking dan nilai Root Mean Square Deviation . Syarat dikatakan
metode  yang  digunakan  itu  baik  atau valid memiliki  nilai  RMSD  <  2 Ǻ .  Skor  docking menunjukkan  nilai  energi  ikatan  ( ∆ G).  Semakin kecil ∆ G,  ikatan  semakin kuat.

## HASIL
Identifikasi potensi senyawa
Quercetin  memiliki  aktivitas  sebagai vasoprotektor yang lebih tinggi dibandingkan dengan isoflavon. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1. Nilai probability  activity quercetin  sebagai  vasoprotektor sebesar 0,824 sedangkan isoflavon sebesar 0,723.
Gambar 1. Potensi Vasoprotektor Senyawa Quercetin dan Isoflavon
Deskripsi  ligan  isoflavone  dan  quercetin  serta makromolekul Angiotensin- Converting Enzyme (ACE) Bentuk isoflavon dalam situs molinspiration memiliki  berat  molekul 200.00  sma  dan  logPnya sebesar  3.54. Bentuk  3D  quercetin  setelah dikonversikan  dalam  format  .pdb. Bentuk  3D  dari quercetin  dapat  dilihat  menggunakan Discovery
Studio dan  dicocokkan  dengan  bentuk  quercetin dalam situs Pubchem.com.  Berat molekul  quercetin yaitu 240,08 dan logP  1,68  dengan  menggunakan molinspiration . Bentuk ACE ( Angiotensin- Converting  Enzyme )  dalam  situs molinspiration memiliki  b erat molekul  346.14 sma  dan logPnya - 0.65.
Gambar 2. Bentuk 3D Isoflavon            Gambar 3. Bentuk 3D Quercetin Gambar 4. Struktur ACE
Perbandingan Energi Ikatan terhadap ACE Hasil  penambatan  senyawa ligan isoflavone dengan makromolekul ACE menggunakan perangkat lunak  Hex  8.0  memiliki  nilai  RMSD  1 Ǻ dan  nilai energi  yang  dihasilkan  sebesar  -194.66  kkal/mol. Hasil docking akan  dimasukkan  pada  perangkat discovery  studio  2019 yang  di  tampilkan  dalam Gambar 5. Sedangkan hasil penambatan senyawa ligan quercetin dengan makromolekul  ACE  menghasilkan nilai energi dan RMSD yaitu  -236,47  kkl/mol  dan 1,00.  Hasil docking akan  dimasukkan  pada perangkat discovery studio  2019 yang  di tampilkan dalam Gambar 6.
Adapun  perbandingan  energi  ikatan  antar senyawa dan ligan obat pembanding yang digunakan
dalam penelitian ini yaitu captopril ditampilkan dalam Tabel  1.  Hasil  penambatan  molekul  dengan menggunakan perangkat lunak Hex 8.0 pada Tabel 1, menunjukkan  hasil  penambatan  senyawa  isoflavon yang  ditambatkan  terhadap  ACE  menghasilkan energi  sebesar  -194.66  kkal/mol, hasil  penambatan senyawa quercetin  yang  ditambatkan  terhadap ACE, menghasilkan  energi  sebesar  -  236,47  kkal/mol sedangkan captopril yang ditambatkan terhadap ACE memperoleh  hasil  -494.56  kkal/mol.  Nilai  RMSD untuk  masing- masing  ligan  yaitu  -1  dan  1 Ǻ . Dengan demikian menunjukkan  bahwa  energi  yang dihasilkan  oleh  senyawa  ligan  isoflavon  dan quercetin  lebih  besar  daripada  energi  yang dihasilkan oleh senyawa pembanding yaitu captopril.
0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 isoflavon quercetin Pro ba bil ity a ctiv ity (Pa )
Gambar 5. Visualisai Ikatan Isoflavon dengan ACE         Gambar 6. Visualisasi Ikatan Quercetin terhadap ACE
Tabel 1. Hasil Penambatan Molekul
Hasil Penambatan RMSD ∆ Gbind docking (kkal/mol) ACE dengan isoflavon 1 Ǻ -194.66 ACE  dengan quercetin 1, 00 Ǻ -236,47 ACE dengan captopril - 1 Ǻ -494.56

## PEMBAHASAN
Aktivitas  quercetin  sebagai  vasoprotektor lebih tinggi  diabndingkan  isoflavon.  Hal  ini  sesuai dengan  penelitian  L  Actis-Goretta  Tahun  2006 bahwa quercetin merupakan flavonoid dalam bahan pangan  yang  memiliki  aktivitas  kuat  sebagai vasodilator dan vasoprotektor. 8 Isoflavon merupakan senyawa  fenolik  yang  banyak  terkandung  dalam olahan kacang kedelai seperti tempe dan tahu. Hasil pengunduhan  isoflavon dengan  berat  molekul isoflavone yang diperoleh dari  molinspiration.com sebesar  200  sma  dan  logP  senilai  3.54.  Berat molekul  dan  logP  ini  menentukan  kemampuan isoflavon berikatan dengan ACE, sebab syarat agar ligan dapat berikatan  dengan  reseptor  target  jika berat  molekulnya  kurang  dari  500  sma  dan  logP <5. 9 Hasil  deskripsi  ligan isoflavon menunjukkan berat  molekul isoflavon kurang dari  500  sma  dan logP  kurang  dari  5,  sehingga  memungkinkan isoflavon mampu berikatan dengan ACE. Hasil  penelitian  menggambarkan  bahwa quercetin  mampu  berikatan  dengan ACE,  sehingga quercetin  berpotensi untuk  menghambat  ACE  dan quercetin bisa dijadikan obat. Quercetin merupakan senyawa fenolik yang banyak terkandung pada apel, kacang  kedelai,  buah  beri  dan  bawang.  Quercetin dalam buah apel berfungsi  sebagai  antioksidan yang diketahui memilki aktifitas anthi-hipertensi.  Hal  ini sejalan  dengan  penelitian  Novita  Tahun  2016, menyatakan bahwa  efek  quercetin terhadap tekanan darah  dengan  cara  menghambat  enzim  ACE sehingga  berpotensi  sebagai  anti-hipertensi. 10 Hasil penelitian ini juga sejalan dengan penelitian yang dilakukan  oleh  Widiasari  Tahun  2015  bahwa quercetin  pada  tempe  kacang  kedelai  mampu menghambat  aktivitas  ACE  yaitu  menurunkan
tekanan darah secara in vitro. 11
Angiotensin  converting  enzym memiliki peran  yang  penting  dalam  mekanisme  pengaturan tekanan darah. Produk yang dihasilkan oleh enzim ini adalah  angiotensin  II,  yang  merupakan  senyawa penting  yang  berperan  dalam  vasokontriksi pembuluh darah. Kadar angiotensin II pada penerita hipertensi  mengalami  peningkatan.  Tekanan  darah akan menurun apabila kadar angiotensin mengalami penurunan.  Mekanisme  ini  menjadi  dasar  teori pengembangan  obat  yang bekerja  dengan  berikatan pada  sisi  aktif  ACE  sehingga  angiotensin  yang memproduksi angiotensin II dapat dihambat. 12 Hasil  energi  ikatan  semua senyawa  ligan terhadap  ACE  lebih  besar  daripada captopril terhadap  ACE.  Hasil  penambatan  ligan  uji menunjukkan  kurang  baik  atau  kurang  stabil daripada  ligan  pembanding.  Senyawa  alami yang ditambatkan pada ACE semuanya mempunyai hasil yang  lebih  tidak  stabil  bila  dibandingkan  dengan senyawa  pembanding  dari  obat  antihipertensi standar  yaitu captopril .  Penyebabnya  adalah struktur  kimia  dari captopril dapat  diatur  karena merupakan  obat  atau  ligan  sintetis,  tetapi  efek samping  dari  penggunaan  obat  sintetis  jangka panjang  dapat  menimbulkan  efek  negatif  dalam tubuh yaitu memperberat fungsi hati, sehingga hasil penelitian ini dapat memberi harapan kemungkinan  penggunaan  senyawa  ligan  sebagai antihipertensi namun  memerlukan penelitian lebih lanjut.

## SIMPULAN
Isoflavon  yang  ditambatkan terhadap ACE Isoflavon  dan  quersitin  mempunyai  potensi sebagai  vasoprotektor  yang  tinggi.  Hasil
visualisasi  interaksi  ikatan  baik  isoflavon maupun  quercetin  terhadap  ACE  menunjukkan bahwa isoflavon dan quercetin mampu berikatan dengan  ACE.  Energi  penambatan  isoflavon  dan quercetin  lebih  besar  dan  lebih  tidak  stabil dibandingkan captopril. Hasil  analisa dan visualisasi  interaksi ligan  dengan  reseptor menunjukkan bahwa senyawa ligan ini  mempunyai potensi  untuk  berikatan  dengan  ACE  sebagai antihipertensi,  namun  masih  perlu  adanya penelitian lanjutan. Saran penelitian ini adalah perlu adanya  penelitian  lanjutan  pada  tahap  in  vitro/in vivo  ataupun  penelitian  klinis  lanjutan  terkait dengan  efek  fisiologis  maupun  uji  dosis antihipertensi dari senyawa isoflavon dan quercetin

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada LPPM  STIKes  Widya  Cipta  Husada  yang  telah memberikan fasilitas dan motivasi terselesaikannya program penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Hussain MA, Al Mamun A, Reid C, Huxley RR. Prevalence, awareness, treatment, and control of hypertension  in  Indonesian  adults  aged ≥40 years:  findings from  the  Indinesia  Family  Life Survey  (IFLS).  Plos  One.  2016;  11(8):1-16. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0160922.
2. Departemen  Kesehatan  RI.  Riset  Kesehatan Dasar  2013.  Riset  Kesehatan  Dasar  2013. Jakarta; 2013.
3. Ainurrafiq A, Risnah R, Azhar MU. Terapi non farmakologi dalam pengendalian tekanan darah pada  pasien  hipertensi:  systematic  review.
Media Publiaksi Promosi Kesehatan Indonesia. 2019; 2(3): 192 - 199. https://doi.org/10.31934/mppki.v2i3.806
4. Timur WW, Andayani TM, Aribawa R. analisis efektivitas-biaya  kombinasi  antihipertensi  oral pasien  hipertensi  rawat  jalan  di  Rumah  Sakit Umum  Daerah  Tugurejo  Semarang.  Sains Medika. 2012; 4 (2): 124 - 133.
5. Wahyuningsih  E.  Evaluasi  penggunaan  obat antihipertensi pada pasien gagal ginjal kronik rawat  inap  di  rumah  sakit  umum  daerah provinsi  nusa  tenggara  barat. Mataram: Universitas Muhammadiyah Mataram; Skripsi: 2019.
6. Asif  M,  Khodadadi  E.  Medicinal  uses  and chemistry  of  flavonoid  contents  of  some common edible tropical plants. J Paramed Sci.
2013; 4(3) : 119-138. https://doi.org/10.22037/jps.v4i3.4648
7. Yanti AR, Rahayu ST, Mahayasih PG, Januarko MU. Standardization of Indonesian Traditional
Antihypertensive Medicines (Jamu) through the ACE  Inhibitor  Mechanism.  Pharmacogn  J. 2020; 12(3): 422-429. https://doi.org/10.5530/pj.2020.12.65
8. Actis-Goretta  L,  Ottaviani  JI,  Fraga  CG. Inhibition  of  angiotensin  converting  enzyme activity  by  flavanol-rich  foods.  J  Agric  Food Chem. 2006; 54(1): 229 - 234. htpps://doi.org/ 10.1021/jf052263o
9. Apriani F. Studi Penambatan Molekul Senyawa – senyawa  Amidasi  Etil  ParaMetokisinamat Pada Peroxisome Proliferator- Activate ReceptorGamma (PPARγ). Jakarta: UIN Syarif Hidayatullah; Skripsi: 2015.
10. Carolia  N,  Ghaisani  UM.  Psidium  guajava sebagai  Antihipertensi  dan  Antihiperlipidemia: Efek  pada  Penurunan  Tekanan  Darah  dan Pengontrol  Profil  Lipid.  J  Major.  2016;  5(1): 134-139.
11. Widiasari  S.  Mekanisme  Inhibisi  Angiotensin Converting  Enzym  Oleh  Flavonoid  Pada Hipertensi. Collab Med J. 2018;1(2): 30 - 44.
12. Desmiaty Y, Rahmat D, Rainoer AN. In Vitro ACE  Inhibitory  Activity  and  Total  Flavonoids Quantification of Ethanolic Extract of Pletekan (Ruellia tuberosa L.) Leaves. Dalam Prosiding: International  Symposium  on  Traditional Medicine.  4-6  Juni  2014;  Tawangmangu; B2P2TOOT; 2014.